固定污染源排放煙氣黑度的測定—林格曼煙氣黑度圖法(HJ/T 398-2007)有效性復(fù)審意見

孫 鵬

(大連市環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧 大連 11602)

固定污染源排放煙氣黑度的測定—林格曼煙氣黑度圖法(HJ/T 398-2007)有效性復(fù)審意見

孫 鵬

(大連市環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧 大連 11602)

本文概述林格曼煙氣黑度圖法(HJ/T 398-2007)的技術(shù)規(guī)范，針對林格曼黑度觀測的局限性和優(yōu)勢提出該方法現(xiàn)實意義，分析該方法計算公式如何取值，詳細探討了影響該測量方法觀測結(jié)果的相關(guān)因素，提出該方法標準結(jié)論。最后針對前文提到的方法標準影響因素和不足，提出解決對策及建議。

林格曼黑度；級數(shù)；因素

1 方法技術(shù)規(guī)范概述

19世紀末法國科學(xué)家林格曼將煙氣黑度劃分為六級，用于固定污染源排放的灰色或黑色煙氣在排放口處黑度的監(jiān)測。標準的林格曼煙氣黑度圖由14cm×21cm不同黑度的圖片組成，除全白與全黑分別代表林格曼黑度0級和5級外，其余4個級別是根據(jù)黑色條格占整塊面積的百分數(shù)來確定的，黑色條格的面積占20%為1級；占40%為2級；占60%為3級；占80%為4級。觀測時，可將煙氣與鏡片內(nèi)的黑度圖比較測定，簡稱“林格曼圖”。將煙氣濃度分為六級。以全白、微灰、灰、深灰、灰黑、全黑六種顏色分別代表含煙塵量為0、0.25、0.7、1.2、2.3、4～5克/米。把林格曼煙氣黑度圖放在適當?shù)奈恢蒙?，將煙氣的黑度與圖上的黑度相比較，有具有資質(zhì)的觀察者用目視觀察來測定固定污染源排放煙氣的黑度。對照法即是用林格曼煙氣濃度圖與煙囪排出的煙氣按一定的要求，比較測定。測煙望遠鏡具有體積小，易攜帶，觀測方便等特點。憑借監(jiān)測者的視覺評價煙氣的濃度。方法簡便，但易產(chǎn)生誤差。煙氣林格曼黑度觀測以成本低廉、簡單易行在國內(nèi)外環(huán)境監(jiān)測中得到廣泛應(yīng)用。在觀測過程中，觀測者的主觀判斷、天氣狀況、觀測儀器及鍋爐運行狀況等都對觀測結(jié)果有一定的影響。

2 方法在現(xiàn)實中的應(yīng)用和公式討論

煙氣林格曼黑度觀測就是按煙氣的視覺黑度進行監(jiān)測的方法。由于很難確定煙氣的視覺黑度與其中有害物質(zhì)含量之間的精確對應(yīng)關(guān)系，不能代替有害物質(zhì)排放濃度的實際測定。但這一方法以其成本低廉，簡便易行，直觀快捷在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。我國的鍋(窯)爐的排放標準已采用它作為控制煙氣排放的指標之一。實踐證明對燃煤煙氣類，林格曼黑度是一種很適用的監(jiān)測手段。

爐窯煙氣的林格曼黑度監(jiān)測，從方格黑度比較到望遠鏡式林格曼黑度儀、數(shù)字式光電煙色儀，監(jiān)測儀器已越來越先進。但如何利用這些先進的儀器，得出一個有代表性、可比性的林格曼黑度值，我國目前尚無標準的測試方法，因而監(jiān)測取值五花八門。筆者認為，林格曼黑度的監(jiān)測方法，應(yīng)把最高值和一定時間內(nèi)的平均值綜合起來考慮，因為冒黑煙的多為非機械進料窯爐，它們冒煙總是間歇性的。煙氣的黑度也總是從濃到淡反復(fù)出現(xiàn)。如果只在起爐時冒了一下黑煙，而一、二秒鐘后，馬上變淡，甚至低于0.5級。這時如果取最高值，煙氣肯定超標，這似乎有點過分，因為煙塵的監(jiān)測也是在一定的時間內(nèi)取平均值的。但反過來，取平均值時并不超標，而開始冒煙太黑，這時如果認定不超標群眾會認為寬容，有意見。所以瞬時最高值和一定時間內(nèi)的平均值要綜合考慮。經(jīng)筆者較長時間的監(jiān)測分析，認為采用如下的計算公式取值較好：

林格曼黑度值A(chǔ)=(Amax+A均)×1/2

式中，Amax為煙氣林格曼黑度瞬時最高值；A均為煙氣任意10砂鐘內(nèi)的平均值。

從上述公式可以推論出：(1)如果A均超過1級，該煙氣的林格曼黑度值肯定超過1級。(2)如果Amax超過2級，該煙氣的林格曼黑度值也肯定超過1級。(1)如果Amax低于2級，A均低于1級，這時A值就要看綜合效果了。

3 影響觀測結(jié)果相關(guān)因素

3.1 方法因素

煙氣林格曼黑度已經(jīng)作為控制鍋(窯)爐煙氣污染物排放的指標之一，納入了國家標準，而在小型爐、窯、灶的污染控制中，有著不可替代的作用，其測量方法應(yīng)當標準化。應(yīng)用林格曼級數(shù)作為控制煙氣的標準，一般規(guī)定“在任何C分鐘(或小時)的周期內(nèi)，黑度(或不透光度)為A級的煙氣的排放時間不得超過B分鐘(或小時)”。目前，國家尚未對林格曼級數(shù)的確定方法，觀測周期、讀數(shù)方法及讀數(shù)頻次有較大的隨意性。因此，煙氣林格曼黑度觀測方法應(yīng)盡快標準化。

3.2 觀測人員和觀測儀器

用林格曼圖鑒定煙氣的黑度取決于觀察者的判斷力。由于觀察者在經(jīng)驗和主觀判斷上存在著一定的差異，這對觀測精度有一定的影響。煙氣林格曼黑度觀測設(shè)備最初是標準的林格曼濃度圖，該圖在使用正確的情況下，讀數(shù)精度較高。但該圖的尺寸較大，使用時必須裝在支架上，一人不便操作，而且在觀察者與煙囪之間要有相當長的一段開闊距離，使用中還要注意保持圖的清潔，如濃度圖受沾污和褪色應(yīng)及時換掉，否則將影響觀察的精度。測煙望遠鏡攜帶方便，操作簡單，對觀察空間要求不高，但觀察精度與標準的林格曼濃度圖相比尚有一定的差距。光電測煙儀是一種能夠在儀器的內(nèi)部定標，自動測定煙氣黑度等級的儀器。該儀器的原理是用光學(xué)系統(tǒng)搜集煙的圖象，把煙透光率與儀器內(nèi)部的標準黑度板透光率比較，通過光學(xué)系統(tǒng)處理，把光信號變成電信號輸出，由顯示系統(tǒng)顯示出煙的黑度等級。該儀器的優(yōu)點是直接顯示數(shù)據(jù)，可以排除人的主觀判斷和外界因素的影響。缺點是該儀器要以晴朗的天空為背景，在陰霾和多云或云層薄厚不勻的天氣條件下，干擾較大，測量效果較差；在雨天、霧天、大風(fēng)天和夜間無法觀測。

3.3 氣象因素

憑視覺所鑒定的煙氣的黑度是反射光的作用。所觀察到的煙氣黑度的讀數(shù)，與天空的均勻性和亮度、風(fēng)速風(fēng)向及觀察時照射光線的角度都有一定的關(guān)系。觀測煙氣黑度應(yīng)在白天進行觀察，并力求在比較均勻的天空照明下進行。為更好地觀測煙氣的黑度，觀測時應(yīng)注意風(fēng)向，觀測者的視線與煙氣的流向要垂直。風(fēng)速過大時，煙氣擴散速度太快，不宜進行煙氣觀測。

3.4 其它因素

觀測時鍋爐的運行工況對觀測結(jié)果有很大影響。在《鍋爐煙塵測試方法》中規(guī)定，煙塵測試應(yīng)在熱工況穩(wěn)定后進行，鍋爐的運行必須大于一定的負荷。煙氣林格曼黑度觀測最好在煙塵測試期間進行或者參照煙塵測試的方法來調(diào)整鍋爐運行工況和負荷。近年來國外根據(jù)光的散射理論和大量觀測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，建立了一些塵粒的性質(zhì)和濃度、煙囪幾何結(jié)構(gòu)、天空背景的光學(xué)性質(zhì)及煙氣的林格曼級數(shù)的關(guān)系式，以便更好地用該方法來控制煙氣中污染物的排放。

4 方法標準結(jié)論

基本適用：(1)有標準號，標準頒布時間在2010年3月1日之前；(2)方法經(jīng)過驗證，不是暫行方法和環(huán)境質(zhì)量標準附錄中的方法；(3)方法測定范圍涵蓋環(huán)境質(zhì)量標準值；(4)檢測標準沒有大的技術(shù)性問題。

5 解決對策及建議

(1)需要列入近期編制計劃的方法，本方法暫時適用，國際標準及美國EPA已經(jīng)制定，但我國沒有制定本方法。(2)要注意氣象條件，力求在比較均勻的天空照明下進行。如在陰霾的情況下測試，由于天空背景較暗，在讀數(shù)時，應(yīng)根據(jù)經(jīng)驗，取消偏低的級數(shù)。(3)注意監(jiān)測煙的部位，應(yīng)測試剛離開煙囪的那部分煙的黑度。(4)注意測試光線的角度，監(jiān)測取樣視線應(yīng)盡量與光線成直角。(5)保證足夠的監(jiān)測時間，一次監(jiān)測時間一般應(yīng)大于1800秒。如煙氣黑度波動較大，應(yīng)延長監(jiān)測時間。

Stationary Source Emissions and Determination of Flue Gas Blackness Ringelmann Blackness Chart(HJ/T 398-2007)： the Effectiveness of the Review Comments

SUN Peng

(Dalian Environmental Monitoring Centre，Dalian 116023，China)

This paper makes a brief overview on Ringelmann blackness(HJ/T 398-2007)，after observing the limitations and advantages of the proposed method，the practical significance，and the method of calculation formula，the factors related to the measurement method of observation results，then the method of standard conclusion，according to the standard methods above to influence factors and problems，puts forward countermeasures and suggestions.

Ringelmann blackness；series；factors

孫鵬，學(xué)士，工程師，研究方向為環(huán)境保護與污染治理

X21

A

1673-288X(2017)02-0123-02

引用文獻格式：孫 鵬.固定污染源排放煙氣黑度的測定—林格曼煙氣黑度圖法(HJ/T 398-2007)有效性復(fù)審意見[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(2)：123-124.